本發(fā)明涉及具有性能增強的突出部的微孔過濾膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
：通常，膜過濾器的使用壽命直接取決于它們的污垢保持能力。這也稱為總通過量，過濾器被溶液中包括的任何顆粒阻塞之前過濾的液體溶液的最大體積量Vmax。阻塞效應(yīng)通?；谶^濾材料的非濾過物(non-filtrate)表面上的顆粒沉積。過濾理解為表示從流體(即液體或氣體)分離固體顆粒或分子的方法，甚至從另一液體(乳液)或氣體(氣溶膠)分離不可溶的液滴的方法。過濾的常見、本質(zhì)特征是，通過連續(xù)相(即液體或氣體)灌注多孔介質(zhì)如濾紙或膜，同時伴隨固體顆粒、分子或液滴保留(保持)在多孔介質(zhì)表面上或內(nèi)部。多孔膜主要使用在超濾、微濾和透析的方法中。顆?；蚍肿邮欠癖怀瑸V膜或微濾膜保留，除操作條件之外，還特別取決于其相對于膜孔的尺寸和結(jié)構(gòu)的尺寸和結(jié)構(gòu)。使用微濾的典型領(lǐng)域例如是懸浮液濃縮，而超濾經(jīng)常用于分級溶解的低分子量材料和大分子。在這方面，使用超濾完全分離要求分級的材料的分子量相差至少一個數(shù)量級。微濾(微孔)膜的孔尺寸在微米范圍內(nèi)，通常約0.08至約10μm。超濾膜的孔尺寸大部分由表示保留特定摩爾質(zhì)量的分子的90％(或95％)(截留分子量，MWCO)的界限來定義。上述表面阻塞特性，其也可稱為堵塞，特別存在于通常應(yīng)用于水、葡萄酒、啤酒的食品和飲料過濾、或細(xì)胞和細(xì)菌營養(yǎng)介質(zhì)的生物藥物過濾、或細(xì)胞和細(xì)菌肉湯的澄清和純化過濾中的滅菌過程的微孔膜的領(lǐng)域中。在前述的工藝中，被過濾的存在于進(jìn)料的顆粒通常顯示寬的分布，通常按照高斯分布。許多用于這些應(yīng)用的過濾裝置含有兩個不同的膜材料層。使非濾過物(進(jìn)料)通過的第一層設(shè)計成高總通過量，即盡可能保留顆粒而不被它們阻塞。第二層，其大多數(shù)經(jīng)常是具有較小孔徑的層，設(shè)計為具有滅菌效果，以完全保留要從濾過物除去的小污染物，例如微生物如細(xì)菌?？偼ㄟ^量和流速的提高主要針對第一層，較少針對滅菌層，以保持在保留例如微生物方面沒有缺陷。增大總通過量的最容易方式是同樣增大過濾面積，即過濾材料的三維尺寸。由于過濾材料的增加量和較大的過濾裝置尺寸，過濾面積的增大伴隨著更高的成本。作為平衡，過濾裝置尺寸可通過維持其外部尺寸來保持恒定。在這種情況下，更大量的過濾材料必須在相同的裝置尺寸內(nèi)更緊密地排列。在給定的過濾器的非濾過物側(cè)與濾過物側(cè)之間的壓差下，更高的壓實導(dǎo)致更高的流體動力學(xué)阻力，或反之，較低的流速。為了增大過濾材料的流動性能和總通過量，在最近十年來已經(jīng)提出幾個嘗試。例如，DE102011117900A1公開了用于油基懸浮液、分散體或乳液過濾的折疊過濾器元件，其包括前過濾層(pre-filterlayer)和主過濾層(mainfilterlayer)。所述前過濾層包括至少部分穿入過濾器或完全穿透過濾層的凹部?？膳帕谐蓤D案的凹部增大有效的過濾面積，因此增大過濾元件的污垢保持能力。US6203741B1和US專利6132845A描述了用于形成用于密封隧道、挖掘位點、填埋場的微尖釘熱塑性襯墊的方法，其為液體不可透過的，具有至少一個具有多個從其伸出的不規(guī)則形狀的突起的粗糙表面，所述突起優(yōu)選地以等間隔排布成規(guī)則圖案，以限定列和行。突起和粗糙表面的組合允許襯墊摩擦接合期望位置。通過將平滑的熱塑性片材進(jìn)料到壓延機的壓延過程來形成襯里，所述壓延過程導(dǎo)致所述平滑片形成具有從其一個表面伸出的突出部的熱塑性襯墊。CA2397022A1描述了平坦?jié)B透膜，其可由聚醚砜組成，在至少一個側(cè)面上具有凹部，其中所述凹部的尺寸超過所述膜的標(biāo)稱孔徑至少五倍?？梢允峭ǖ佬问降陌疾烤哂?至500μm的平均直徑，而膜的標(biāo)稱孔徑在0.2nm至5μm的范圍內(nèi)。所述膜的厚度描述為1μm至1000μm。所述膜通過以下來制備：制備基板如硅晶片，其在其表面上具有突起作為期望凹部的負(fù)片，將所述膜材料或其前體施加到基板上，并使用溶劑蒸發(fā)和/或用沉淀劑代替溶劑，在所述基板上形成多孔膜。US2006/0016685A1公開了用于電化學(xué)電池的紋理化離子交換膜，所述膜包括抵接陽離子交換層以在它們之間形成非均相水解離界面的陰離子交換層，和具有包括間隔開的峰和谷的紋理化特征的圖案的紋理表面，其中所述峰間的距離(dpp)為至少10μm和峰到谷的距離(dpv)為至少10μm，而縱橫比dpv/dpp為0.1以上。EP2366449A2公開了具有在與待處理的流體接觸的表面上形成的重復(fù)凸凹形圖案的聚合物膜?？捎删垌肯挡牧现瞥傻哪ぞ哂懈倪M(jìn)的透過性和結(jié)垢性質(zhì)，特別當(dāng)具有1.1至1.5的表面粗糙度時?？墒褂糜糜谛纬砂雽?dǎo)體
技術(shù)領(lǐng)域：
中的圖案的軟光刻技術(shù)，制備所述膜的圖案。US7309385B2公開了一種兩個以上層的氣體分離膜，其包括支承層和可由聚砜制成的有機、多孔、氣體可透過的分離層。所述分離層具有以三維納米結(jié)構(gòu)形成的高效分離區(qū)，其可以是具有幾十納米至幾毫米長度的管狀突出部分形式，而所述突出部分的厚度為幾納米至幾百納米。此外，在US專利3724673中，描述了用于血氧混合器和透析器中的薄紋理化氣體透過膜，其包括由熱塑性材料的膜，所述膜具有無數(shù)熱塑地形成的錐體狀的變形或起伏。這些錐體通過局部彎曲和拉伸在膜表面中塑性變形，在這種情況下，形成于母膜(parentmembrane)上的錐體區(qū)域?qū)嶋H上比母膜更薄。通過將光滑的膜放置在錐體區(qū)域突出的模具上，并在模具與膜之間施加真空，以使空氣壓力使所述膜與錐形圖案一致變形，來形成構(gòu)成紋理的變形或微小起伏。此外，DE102008045621A1公開了一種例如用于析氣(gassing)或血液中氣體交換的透氣且液體不透性膜，其中所述膜在至少一側(cè)上、特別是非濾過物側(cè)上結(jié)構(gòu)化，其可由聚醚砜組成。所述膜包括通道和/或分支路徑，其可以是貫穿整個膜的貫穿通道形式或部分穿入所述膜如盲分支形式。所述通道的壁具有150μm以下的間隔，包括具有該間隔的通道和/或分支結(jié)構(gòu)的膜表面積的比例構(gòu)成所述膜的總表面積的至少50％。然而，大多數(shù)前述的用于改進(jìn)過濾材料的流動性能和總通過量的技術(shù)僅僅依靠增大過濾材料的應(yīng)用面積，或具有通過引入穿透整個膜的通路來增大通過量的缺陷，由此不能獲得期望的保留要從濾過物除去的小污染物的過濾效果。技術(shù)實現(xiàn)要素：因此，本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種能夠用于微濾領(lǐng)域的過濾材料，其應(yīng)具有改進(jìn)的總通過量和流速，而不是簡單地增大過濾裝置中的過濾材料的應(yīng)用面積，以及制備這種過濾材料的簡單且成本有效的方法。通過權(quán)利要求中表征的實施方式獲得上述技術(shù)問題的解決方案。特別地，本發(fā)明提供一種微孔過濾膜，其包括從所述膜的第二主表面伸出的多個三維突出部，其中所述三維突出部是通過從與所述膜的第二主表面相對的所述膜的第一主表面沖壓而形成的。根據(jù)本發(fā)明的微孔膜的孔尺寸，即微孔尺寸，為約0.08至約20μm，優(yōu)選0.1至15μm，和更優(yōu)選0.2至10μm。所述孔尺寸為通過毛細(xì)管流孔徑計(capillaryflowporometer)分析檢測的平均流量孔的直徑，其利用PorousMaterialsIncorporated,20DutchMillRoad,Ithaca,NewYork的毛細(xì)管流孔徑計，使用SolvayGaldenHT5516dyne/cm的潤濕流體。因此，根據(jù)本發(fā)明的微孔過濾膜是指液體透過性膜。根據(jù)本發(fā)明，所述微孔過濾膜包括多個三維突出部，其從所述膜的第二主表面伸出，即從所述膜的濾過物側(cè)伸出。這些突出部是通過在與膜的第二主表面相對的膜的第一主表面、即非濾過物側(cè)上形成相應(yīng)凹部時的沖壓而形成的。在本發(fā)明內(nèi)，術(shù)語"沖壓"以其最廣的含義用于意圖描述以任何手段使膜的第二主表面變形，以形成在膜的第一主表面內(nèi)的凹部和從第二主表面伸出的相應(yīng)突出部。根據(jù)本發(fā)明，這表示多個來源于微孔過濾膜本身的平面圓盤或片狀形狀的三維突出部。在膜的第一主表面同時形成的凹部，因此在所述微孔過濾膜上形成粗糙表面。在這點上，應(yīng)注意，微孔過濾膜的凹部理解為宏觀的空腔，然而，其在尺寸上不同于構(gòu)成微孔膜的微孔。因此，根據(jù)本發(fā)明，由于三維突出部和凹部的形成，能夠增加微孔過濾膜的過濾面積的表面。在另一個方面，本發(fā)明涉及根據(jù)本發(fā)明的微孔過濾膜的制備方法，其包括以下步驟：-提供具有第一和第二主表面的微孔過濾膜，和-通過從與所述膜的第二主表面相對的膜的第一主表面沖壓，改性所述膜的第二主表面，以形成從所述膜的第二主表面伸出的多個三維突出部。根據(jù)本發(fā)明的微孔過濾膜可用于滅菌工藝如水、葡萄酒、啤酒的食品和飲料過濾、或細(xì)胞和細(xì)菌營養(yǎng)介質(zhì)的生物藥物過濾、或細(xì)胞和細(xì)菌肉湯的澄清和純化過濾。根據(jù)本發(fā)明，不是通過更大的過濾面積，而是通過增加非濾過物表面面積，能夠提高給定過濾材料的流量和總通過量，從而制備更有效的過濾材料。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)更低的流動阻力或反之更高的流速。特別地，通過不僅在非濾過物側(cè)而且在膜的厚度方向上改性膜的表面，能夠獲得具有提高的總通過量和流速的有效的微孔過濾膜。因此，在另一個方面，本發(fā)明進(jìn)一步涉及提高微孔過濾膜的通過量和/或流速的方法，其包括通過從與膜的第二主表面相對的所述膜的第一主表面沖壓改性所述膜的第二主表面，以形成從所述膜的第二主表面伸出的多個三維突出部的步驟。附圖說明以下將根據(jù)以下實施方式以及附圖，更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中圖1示出通過三維表面擴展的多孔結(jié)構(gòu)中的表面增大；圖2示出用于將突出部壓進(jìn)142-mm膜盤的沖壓裝置；圖3示出實施例1得到的微孔膜(樣品15407)的多個突出部的均勻分布；圖4示出評價總通過量性能使用的模型溶液的粒徑分布；圖5示出正和負(fù)印模(stamp)的示意圖；圖6(a)示出正印模的例子；圖6(b)示出圖6(a)中所示的正印模的特寫；圖6(c)示出負(fù)印模的例子；圖6(d)示出圖6(c)中所示的負(fù)印模的特寫；圖7示出實施例中得到的Vmax的值。具體實施方式根據(jù)本發(fā)明，所述微孔過濾膜具有從所述膜的第二主表面伸出的多個三維突出部，其中所述三維突出部是通過從與所述膜的第二主表面相對的所述膜的第一主表面沖壓而形成的。根據(jù)本發(fā)明的微孔膜可由單個膜層組成，或由至少兩個膜層組成。根據(jù)優(yōu)選的實施方式，根據(jù)本發(fā)明的微孔過濾膜為多層膜，其包括至少兩個膜層，其中至少一個膜層具有多個所述三維突出部。所述具有三維突出部的至少一個膜層可與至少一個不具有所述突出部的其它多孔膜組合。這表示，根據(jù)本發(fā)明，所述微孔過濾膜可包括至少一個具有所述三維突出部的膜層和任選的至少一個可具有平坦主表面的其它多孔膜層。根據(jù)本發(fā)明，所述微孔膜優(yōu)選包括至少兩個具有不同孔徑的不同膜層，從而與在下游側(cè)(濾過物側(cè))的第二膜層相比，進(jìn)料要通過的在上游側(cè)(非濾過物側(cè))的第一層具有更大的孔徑。特別地，根據(jù)本發(fā)明，所述微孔膜可包括幾個保持層，據(jù)此在膜的非濾過物側(cè)區(qū)域上設(shè)置至少一個由多孔或微孔基體材料制成的層，即前過濾器(pre-filter)，和在所述膜的濾過物側(cè)區(qū)域上設(shè)置至少一個由優(yōu)選具有較小孔徑的微孔基體材料制成的層，稱為端過濾器(end-filter)。根據(jù)特別優(yōu)選的實施方式，在至少第二膜層上配置至少一個具有多個三維突出部的膜層，以使所述突出部與所述第二膜層接觸。在這種情況下，優(yōu)選第二膜層具有小于第一膜層的孔徑。這表示，前過濾器可具有與端過濾器接觸的突出部。后者可以是片狀或盤狀膜。根據(jù)本發(fā)明，也可以在微孔過濾膜中配置至少一個具有多個三維突出部的膜層，以使第二膜過濾器覆蓋具有多個凹部的第一主表面。特別地，可提供至少一個具有多個三維突出部的膜層作為端過濾器，其與配置在端過濾器上的作為前過濾器的優(yōu)選具有較大孔徑的其它膜層組合。在此，優(yōu)選前過濾器的濾過物側(cè)上的表面與端過濾器的第一主表面接觸。在任何情況下，如果設(shè)置至少一個具有多個三維突出部的膜層作為與至少一個第二膜層組合的前過濾器或端過濾器，則彼此鄰接的各個膜的表面包括間隙(空腔)，通過所述間隙能夠提高膜過濾器的流體力學(xué)特性。這表示，根據(jù)本發(fā)明，在設(shè)置至少一個具有多個三維突出部的膜層作為前過濾器的情況下，所述三維突出部可被認(rèn)為是前過濾層與端過濾層(end-filterlayer)之間的間隔物。類似地，在設(shè)置至少一個具有多個三維突出部的膜層作為端過濾器的情況下，所述凹部用作所述微孔過濾膜內(nèi)部的宏觀的空腔。在這兩種情況下，前過濾器的濾過物側(cè)表面沒有全部覆蓋在端過濾器的非濾過物側(cè)上的的表面。此外，根據(jù)本發(fā)明，也可以是至少一個前過濾器和至少一個端過濾器都被配置為具有多個三維突出部。在這種情況下，兩個膜層可具有類似的突出部或不同的突出部。如果兩個膜層中的突出部是相同的，即具有相應(yīng)的圖案和尺寸，則可以所述膜層疊放，以使所述凹部(突出部)的縱軸未對準(zhǔn)，或所述凹部(突出部)的縱軸對準(zhǔn)到第一膜層的凹部可至少部分地穿入第二膜層的凹部的程度。根據(jù)本發(fā)明，所述膜的第二主表面上的三維突出部的排列沒有特別限制，可以是規(guī)則圖案或不規(guī)則圖案的形式。本文中使用的術(shù)語"不規(guī)則"或其任何衍生物意欲描述不是均勻形成的幾何形狀如圓形、矩形、平行六面體等的形狀，或不遵循特定圖案，其中使目標(biāo)以均勻間距間隔(橫向地和縱向地)地對準(zhǔn)，或任何重復(fù)的圖案的排列。就程序方面而言，優(yōu)選多個三維突出部形成規(guī)則圖案。特別地，優(yōu)選三維突出部均勻地分布在膜的第二主表面上。所述三維突出部可具有各種形狀和形式，通過其能夠增加微孔過濾膜的總過濾表面。例如，突出部的橫斷面輪廓可以是圓形、橢圓形、矩形、三角形、任何更高的多邊形，或可具有甚至任何不規(guī)則形狀。如果突出部的橫斷面輪廓例如為圓形，如此所述突出部可具有圓柱形、錐形或截錐形形狀。然而，所述突出部也可具有角錐形狀，包括四邊形、正方形、五邊形、六邊形和星形角錐的形狀。根據(jù)本發(fā)明，所述突出部的形狀不需要是一致的。因此，所述突出部還可具有不同類型的形狀。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，所述三維突出部具有圓柱形、圓錐形或角錐形形狀或它們的任何組合。相對于膜的主表面，所述突出部的取向優(yōu)選是垂直的或在45°、更優(yōu)選60°、最優(yōu)選75°的角度以內(nèi)。這表示，優(yōu)選形成突出部，以使相應(yīng)凹部的縱軸垂直于膜的主表面，或相對于膜的主表面，在45°以上、更優(yōu)選60°以上、最優(yōu)選75°以上的角度以內(nèi)。所述突出部的尺寸沒有特別限制，只要能夠增加微孔過濾膜的總過濾表面。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見的，過濾表面的增加程度會受突出部數(shù)量的影響，即膜的第二主表面上的突出部的密度和突出部的尺寸包括它們的高度。優(yōu)選調(diào)節(jié)突出部的密度和尺寸，以使過濾表面能夠增加至少10％、優(yōu)選至少20％、更優(yōu)選至少30％、甚至更優(yōu)選至少40％，或至少50％。根據(jù)特別優(yōu)選的實施方式，微孔膜的過濾表面能夠增加100％以上。然而，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見的，可取決于膜的預(yù)期用途來調(diào)節(jié)突出部的密度和尺寸，如此調(diào)節(jié)過濾表面的增加。特別地，膜的第一主表面上的凹部區(qū)域的百分比，也可稱為"表面凹陷率"，優(yōu)選是至少1％，更優(yōu)選至少5％，甚至更優(yōu)選至少10％，和最優(yōu)選至少15％。因為所得到的膜的結(jié)構(gòu)強度隨著表面凹陷率的增加而降低，因此表面凹陷率優(yōu)選是80％以下，更優(yōu)選70％以下，甚至更優(yōu)選60％以下，和最優(yōu)選50％以下。根據(jù)本發(fā)明的特別優(yōu)選實施方式，膜的第一主表面的表面凹陷率為15-50％。根據(jù)本發(fā)明，與突出部的單個直徑有關(guān)的凹部的單個直徑為100μm至10mm，更優(yōu)選0.5mm至8mm，甚至更優(yōu)選1至5mm。如上所述，凹部的單個直徑與突出部的單個直徑有關(guān)。因此，取決于具有突出部的膜層的厚度，突出部的單個直徑基本上對應(yīng)于凹部的單個直徑與兩倍膜層厚度之和。根據(jù)本發(fā)明的微孔膜的厚度可根據(jù)預(yù)期用途進(jìn)行調(diào)節(jié)，其可以為10μm至5mm。膜的厚度優(yōu)選為10μm至1mm，更優(yōu)選20μm至500μm。在這點上，應(yīng)注意，在根據(jù)本發(fā)明的微孔膜為單層膜的情況下，前述的值是指如圖1中用附圖標(biāo)記5示出的膜層的總厚度，不包括突出部的高度。對于優(yōu)選的情況，其中微孔過濾膜為包括至少兩個膜層的多層膜，前述的值是指包括突出部的高度的膜層的總厚度。不包括突出部的高度的各單獨膜層的厚度可以是10μm至1mm，優(yōu)選50至500μm，甚至更優(yōu)選100至300μm。對應(yīng)于凹部深度的突出部(3)的高度優(yōu)選是0.2至5mm，更優(yōu)選0.25mm至2.5mm和最優(yōu)選0.3至1mm。突出部的高度通過SEM(掃描電子顯微鏡法)來測定，并且與突出部高度同時，通過SEM測定膜的總厚度?；蛘?，膜的厚度可通過厚度計("Messtaster"，J100或J200型，精度0.001mm，來自HahnandKolb，Stuttgart，Germany)來測定。或者，突出部的高度可使用測量尺度(measurementscale)來測定。根據(jù)本發(fā)明，用于形成微孔膜的材料沒有特別限制。例如，所述膜可使用由以下制成的多孔聚合物膜來形成：聚醚砜(PESU)或聚酰胺(PA)或纖維素衍生物，如纖維素混合酯、醋酸纖維素、硝酸纖維素或纖維素、或聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)或聚四氟乙烯(PTFE)和/或膨體聚四氟乙烯(ePTFE)或聚偏二氟乙烯(PVDF)或聚氯乙烯(PVC)。所述過濾材料也可使用礦物或聚合物纖維過濾介質(zhì)或粘合和/或非粘合的非織造布來形成，例如紡絲(spunlaids)或熔噴紡絲(melt-blownspunlaids)或短纖維網(wǎng)或粗梳網(wǎng)(壓延或非壓延)來形成，或使用纖維素、聚酰胺(PA)、膨體聚四氟乙烯(ePTFE)、乙烯-四氟乙烯(ETFE)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚砜(PESU)、聚苯硫醚(PPS)或聚酯或聚烯烴如PE或PP、或玻璃纖維或玻璃微纖維來形成。此外，過濾材料可以使用由至少一種前述聚合物制成的織物或擠壓網(wǎng)來形成。此外，根據(jù)本發(fā)明，過濾材料可以使用官能化的多孔過濾介質(zhì)，如改性的由以下制成的聚合物膜來形成：聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚酰胺(PA)、膨體聚四氟乙烯(ePTFE)、聚醚砜(PESU)、醋酸纖維素(CA)或硝酸纖維素(CN)。取決于用于形成微孔膜的過濾材料，根據(jù)本發(fā)明的膜可以是剛性的或柔軟的。此外，取決于膜的期望用途，可以形成根據(jù)本發(fā)明的膜以使其用于死端過濾(dead-endfiltrations)，如平坦的膜板(即圓狀)，或用于交叉流過濾，根據(jù)其，所述膜可以是螺旋狀繞線(spiralwounds)或中空纖維形式。所述微孔膜優(yōu)選為由聚醚砜(PESU)或聚酰胺(PA)或聚偏二氟乙烯(PVDF)或纖維素衍生物制成的多孔聚合物膜。根據(jù)本發(fā)明的微孔膜也可由前述的材料的組合制成。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的微孔膜可由單個膜層組成，或由至少兩個不同的膜材料層組成。所述微孔膜優(yōu)選含有至少兩個具有不同孔徑的不同膜層，以使與第二膜層相比，進(jìn)料要通過的第一層具有更大的孔徑。所述至少兩個不同的膜層可由相同的材料制成，或由不同的材料制成。根據(jù)進(jìn)一步優(yōu)選的實施方式，膜的第二主表面上的三維突出部為從膜的第一主表面沖壓的三維突出部的正印模形狀的負(fù)印模形狀。為了制備根據(jù)本發(fā)明的微孔過濾膜，可使用通常用于制備膜過濾器的設(shè)備、裝置和機器，節(jié)約額外或特定設(shè)備和裝置的花費。特別地，根據(jù)本發(fā)明，提供微孔過濾膜的步驟可通過現(xiàn)有技術(shù)已知的常規(guī)方法進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明，微孔結(jié)構(gòu)(優(yōu)選以微孔聚合膜的形式)在它們的第二主表面，即濾過物表面改性，以例如通過將包括至少一個印模的裝置施加在膜的第一主表面上，形成從膜的第二主表面伸出的多個三維突出部。在一個優(yōu)選的實施方式中，所述裝置的印模各自具有3.9mm的直徑的圓形幾何形狀，其中鄰近的印模之間的間隔為2.6mm(參見圖5)。同時，基于所述印模，在第一主表面，即非濾過物表面上，形成凹部。根據(jù)本發(fā)明，改性膜的第二主表面的沖壓特別限制，只要可形成從膜的第二主表面伸出的多個三維突出部。根據(jù)本發(fā)明，可使用現(xiàn)有技術(shù)已知的能夠形成三維突出部的任何適合的方法。例如，可通過沖制(punching)、壓花(embossing)或深沖壓(deepdrawing)實現(xiàn)膜的形變。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明，在形成三維突出部時，基本上不因被壓縮而損害構(gòu)成過濾膜的材料的微孔結(jié)構(gòu)，以保持微孔結(jié)構(gòu)。特別地，可使用包括期望形狀的印模的沖壓裝置，如圖2中所示例性示出的，進(jìn)行改性膜的第二主表面的步驟。第一印模(以下"正印模")的形式分別對應(yīng)于要形成的凹部的形狀和要形成的突出部的負(fù)形狀(以下"負(fù)印模")(參見圖6(a)至6(d))。所述突出部可從膜的非濾過物側(cè)推出至濾過物側(cè)，或在膜的下游表面上進(jìn)行沖壓的情況下，可從膜的濾過物側(cè)拉至非濾過物側(cè)。所述變形可在施加特定壓力下進(jìn)行，取決于構(gòu)成膜的材料，所述壓力可通常在高達(dá)幾個bar的范圍內(nèi)。特別地，可施加約1.0至1.5bar的壓力。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選通過基本上完全不影響膜的微孔結(jié)構(gòu)的方式，進(jìn)行改性第二主表面以形成突出部的步驟。這表示，根據(jù)本發(fā)明，所述微孔結(jié)構(gòu)基本上不被壓縮，由此可使膜可能被阻塞或流速可能被降低的趨勢最小化。例如，所述濾膜可通過將濾膜放置在正印模與具有與正印模相反的形狀的負(fù)印模之間進(jìn)行壓印?？墒褂脡毫φ{(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)壓印濾膜所需的期望壓力。在已經(jīng)達(dá)到期望的壓力(如在如圖2所示的壓力調(diào)節(jié)器上的壓力計所顯示的)之后，通過按壓圖2中所示的沖壓裝置上的桿，使兩個印模彼此接觸。所述正印?？删哂袌A形突出部，各圓形突出部可具有例如3mm的直徑和0.5mm的高度。如圖5所示，兩個突出部之間的間隔可以是3.0mm(參見圖5和圖6(a)和6(b))。此外，負(fù)印模可具有圓形凹陷，各圓形凹陷可具有3.9mm的直徑和0.55mm的深度，兩個凹陷之間的間隔可以是2.6mm(參見圖5和圖6(c)和6(d))。圖6中所示的正和負(fù)印模均具有能夠壓印142mm濾膜的13.8cm的直徑(參見圖6(a)和6(c))。然而，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見的，可取決于膜的預(yù)期用途調(diào)節(jié)前述的尺寸。根據(jù)本發(fā)明，通過較大的過濾面積，能夠提高給定過濾材料的流量和總通過量，因此生成更有效的過濾材料。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)更低的流動阻力或反之更高的流速。此外，如果前過濾層與端過濾層組合，則三維突出部可充當(dāng)一種間隔物。因此，可以改進(jìn)膜的整體流體動力性質(zhì)。以下將相對于以下實施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明。實施例性能評價、總通過量和流速借助于具有如圖4所示的粒徑分布的顆粒模型溶液，測定總通過量性能。該溶液的成分主要是碳水化合物、脂類和麥芽、大麥和黑麥的顆粒。使用的測試臺架(skid)由天平、壓力傳感器、壓力容器和過濾器支架組成。連接的軟件計算測試的過濾器的當(dāng)前流量和阻塞。在1bar的恒定壓力下，通過所述膜過濾模型溶液。當(dāng)膜過濾器或過濾器組合達(dá)到93至95％的阻塞時，結(jié)束測試。這是指初始/最大流量的5-7％，由此測量流量作為每單位時間的濾過物質(zhì)量的函數(shù)。通過回歸(在軟件中實施)計算理論最大可過濾量(Vmax)，其為通過回歸至分別在初始流量的7％、5％的流量下的通過量曲線(隨時間的重量)計算的理論最大通過量。用于數(shù)據(jù)收集和同樣用于Vmax測定的軟件稱為LimsMultiStandzeit。其為Sartorius實習(xí)軟件版本1.3.06(internSoftwareversion1.3.06)。使用如上所述的類似的測試臺架測定流動性能。在1bar的恒定壓力下，使RO(反滲透)水通過膜過濾1分鐘。所得到的過濾體積產(chǎn)生以分別以[ml/min]和[L/min]計的"流速"形式給出的流動性能。過濾材料使用親水性聚醚砜用作基礎(chǔ)聚合物的聚合物相轉(zhuǎn)化膜的組合進(jìn)行以下評價，前過濾型15445和終或主過濾型15407的組合，二者均從SartoriusStedimBiotechGmbH,Germany商購獲得。將聚合物溶液涂布在載體上；面向該帶形成的膜側(cè)稱為帶側(cè)。15445/15407型分別特定為145至175和140至160μm的厚度以及分別0.5μm和0.2μm的標(biāo)稱孔徑。對膜進(jìn)行試驗，以使所述帶側(cè)面向非濾過物(上游)側(cè)。在此，用RO水潤濕兩個盤，將一個層疊在另一個上，并密封在盤式過濾器支架內(nèi)。實施例1-盤式過濾器以擴展其總面積的方式，改性微孔聚合物膜。這通過多孔基體的局部變形來實現(xiàn)。將圓柱體形狀的變形沿正交方向施加至膜的原始伸展(參見圖1)。通過使用如圖2所示的包括圓柱體凸起的沖壓裝置形成突出部，這在濾過物側(cè)生成彼此之間具有相同間隔的突出部，這產(chǎn)生規(guī)則的突出部圖案(參見圖3)。使用約1.0至1.5bar的壓力，將所述突出部從膜的非濾過物側(cè)推出至濾過物側(cè)。所述突出部填充膜的142-mm直徑盤的區(qū)域。所述濾膜通過將濾膜放置在正印模與具有與正印模相反的形狀的負(fù)印模之間進(jìn)行壓印。使用壓力調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)壓印濾膜所需的期望壓力(1、1.2或1.5bar)。在確定期望的壓力顯示在壓力調(diào)節(jié)器的壓力計上之后，通過按壓圖2中所示的沖壓裝置上的桿，使兩個印模彼此接觸。所述正印模具有圓形突出部，各圓形突出部具有3mm的直徑和0.5mm的高度(參見圖5、6(a)和6(b))。兩個突出部之間的間隔為3.0mm。負(fù)印模具有圓形凹陷，各圓形凹陷具有3.9mm的直徑和0.55mm的深度，兩個凹陷之間的間隔為2.6mm(參見圖5、6(c)和6(d))。正和負(fù)印模都具有能夠壓印142-mm濾膜的13.8cm的直徑(參見圖6(a)和6(c))。將壓印的142-mm盤式過濾器切割成47-mm盤式過濾器，并評價流速和通過量。所述47-mm盤式過濾器具有13cm2的表面積和58個壓痕。由于單個圓形壓痕引起的表面積增加將為5.2mm2(基于式Aind＝2π·r·h＝(2·3.14·1.5·0.55)mm2＝5.2mm2)。因此，考慮所有58個突出部的表面積的增加為5.2mm2·58＝300.5mm2＝3cm2。因此，壓印的47-mm盤式過濾器的新表面積為13cm2+3cm2＝16cm2。所述47-mm盤式過濾器的表面積增加百分比為((16-13)/13)·100＝23％。該方法的潛力給出在以下表1中，表1示出在≤5％的初始流量的流量下測定的顆粒模型溶液的理論最大通過量(Vmax)。在此，測試15445和15407型的微孔聚合物膜組合。將兩個膜分別在1.0至1.5bar的壓力下擴展。參考未處理的相同膜類型的組合，測試這些樣品。從相同的膜批和輥，獲得處理和未處理的兩種組合。在這方面，求出雙層層疊體中幾個重復(fù)的平均值，其結(jié)果給出在表1和圖7中。"相對于參考樣品的益處"欄表示以百分比計的各樣品的Vmax相對于參考樣品的提高。與參考樣品相比，所述膜組合轉(zhuǎn)化為最大24％的益處。表1：樣品Vmax[g]相對于參考樣品的益處[％]參考樣品38015445&15407/1.0bar*40515445&15407/1.2bar*441615445&15407/1.5bar*4724*表示沖壓期間施加在膜上的壓力同樣如圖7中所示出的，過濾器組合(15445+15407)的Vmax的值隨著壓印壓力從1.0bar增大到1.2bar和1.5bar而增大。Vmax增大的相應(yīng)百分比在1bar下為5％，在1.2bar下為16％和在1.5bar下為24％。表2示出流動性能得到的結(jié)果。表2：參考樣品＝不壓印的膜STDEV＝標(biāo)準(zhǔn)偏差從以上結(jié)果可知，根據(jù)本發(fā)明，與未處理的膜相比，就流速(ml/min)而言，可以改進(jìn)壓印的過濾膜的過濾性能6％。因為不同的膜卷部分用于制備前過濾器和主過濾器的組合，存在流速從197ml/min至226ml/min的波動。實施例2-打褶的裝置(盒)(pleateddevices(cartridges))與實施例1相似，使用圖2中示出的沖壓裝置，在1.5bar壓力下，壓印前過濾膜卷和主過濾膜卷。使用所述前過濾器和主過濾器壓印卷，制備小尺寸的打褶裝置(盒)。在5％的初始流量的流量下測定顆粒模型的最大通過量(Vmax，以[g]計)，并給出在下表3中。表3：STDEV＝標(biāo)準(zhǔn)偏差EFA＝有效過濾面積表4示出流動性能得到的結(jié)果。表4：從以上結(jié)果可知，根據(jù)本發(fā)明，與未處理的膜相比，就流速(L/min)而言，可以改進(jìn)壓印的過濾膜的過濾性能10％。在47-mm盤式過濾器中，可以看出，與參考過濾器(參見表1)相比，在1.5bar沖壓壓力下，Vmax可增加24％，而與打褶的未壓印的參比(參見表3)相比，在小尺寸的打褶裝置中，Vmax可增加8％。然而，在盒中打褶壓印的濾膜的進(jìn)一步優(yōu)化得到接近47mm盤式過濾器的值的24％的Vmax值。如從以上結(jié)果可看出，根據(jù)本發(fā)明，與未處理的膜相比，通過簡單形成三維突出部，就總通過量而言，可以改進(jìn)微孔過濾膜的過濾性能24％。一方面，改進(jìn)在于總過濾表面的增大。此外，因為在前過濾器和端過濾器的組合中三維突出部/凹部作為一種間隔物，因而所述表面沒有被它們自己覆蓋，如同在參考樣品的情況中那樣。這轉(zhuǎn)化為膜組合內(nèi)的更好的流體力學(xué)。附圖標(biāo)記說明1膜的第一主表面(非濾過物側(cè))；2凹部的直徑；3突出部的高度(凹部的深度)；4凹部的底部；5微孔膜，膜的(總)厚度。當(dāng)前第1頁1 2 3